JP7151163B2 - Composite material - Google Patents

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JP7151163B2 JP2018094295A JP2018094295A JP7151163B2 JP 7151163 B2 JP7151163 B2 JP 7151163B2 JP 2018094295 A JP2018094295 A JP 2018094295A JP 2018094295 A JP2018094295 A JP 2018094295A JP 7151163 B2 JP7151163 B2 JP 7151163B2
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Description

本発明は、複合材料に関する。 The present invention relates to composite materials.

これまで繊維樹脂複合材料において様々な検討がなされてきた。この種の技術として、例えば、特許文献1に記載の技術が知られている。特許文献1には、発泡構造体(芯材)とその表面に配置された炭素繊維強化複合材との複合パネルが記載されている(特許文献1の図1)。また、芯材の上下両面に接着剤を介して硬化した炭素繊維強化複合材を配置したと記載されている(特許文献1の段落0068)。 Various studies have been made on fiber-resin composite materials. As this type of technology, for example, the technology described in Patent Document 1 is known. Patent Document 1 describes a composite panel composed of a foam structure (core material) and a carbon fiber reinforced composite material arranged on the surface thereof (Fig. 1 of Patent Document 1). Further, it is described that a cured carbon fiber reinforced composite material is arranged on both upper and lower surfaces of the core material via an adhesive (Patent Document 1, paragraph 0068).

特開2006-76366号公報JP 2006-76366 A

本発明者が検討した結果、特許文献1に記載の複合材料は軽量性および機械的強度の点で改善の余地を有することが判明した。 As a result of investigation by the present inventor, it was found that the composite material described in Patent Document 1 has room for improvement in lightness and mechanical strength.

本発明者の知見によれば、軽量化の観点から接着剤を使用せずに、特許文献1に記載の発泡構造体と炭素繊維強化複合材とを直接接合した場合、これらの表面同士の界面における接着強度が低下し、その結果、複合材料全体の機械的強度が低下することが判明した。 According to the findings of the present inventors, when the foam structure described in Patent Document 1 and the carbon fiber reinforced composite material are directly bonded without using an adhesive from the viewpoint of weight reduction, the interface between these surfaces It was found that the adhesive strength in the composite decreased, resulting in a decrease in the mechanical strength of the composite as a whole.

このような知見に基づいて接合構造について検討した結果、一方の繊維強化樹脂材料中の樹脂を、他方の不織布の表面から内部に染みこませることによってアンカー効果が得られ、繊維強化樹脂材料と不織布との界面における接着強度を高められることを見出した。
さらに検討を進めた結果、壁部と軽量部とコア部材を使用し、この軽量構造を有するコア部材の壁部に、繊維強化樹脂材料中の樹脂の一部が不織布に浸み込んだ浸み込み領域を形成することにより、複合材料における軽量性を維持しつつも機械的強度を向上させることを見出し、本発明を完成するに至った。
As a result of examining the bonding structure based on such knowledge, it was found that an anchor effect was obtained by allowing the resin in one fiber-reinforced resin material to penetrate from the surface of the other non-woven fabric to the inside, and the fiber-reinforced resin material and the non-woven fabric. It was found that the adhesive strength at the interface with can be increased.
As a result of further investigation, we used a wall portion, a lightweight portion, and a core member. The inventors have found that the formation of the recessed region improves the mechanical strength while maintaining the lightness of the composite material, and has completed the present invention.

本発明によれば、
層構造を有するコア部材と、
前記コア部材の一面に積層しており、樹脂を強化繊維に含浸してなる繊維強化樹脂材料で構成された支持板部材と、を備える複合材料であって、
前記コア部材が、壁部と、前記壁部よりも比重が小さい軽量部と、を有しており、
前記壁部は、前記コア部材の前記一面から、該一面に対向する他面にわたって、複数の繊維フィラーで構成されてなる不織布を有しており、
前記繊維強化樹脂材料中の前記樹脂の一部が前記壁部の前記不織布中に浸み込んだ浸み込み領域を備える、複合材料が提供される。
According to the invention,
a core member having a layered structure;
A composite material comprising a support plate member laminated on one surface of the core member and made of a fiber-reinforced resin material in which reinforcing fibers are impregnated with a resin,
The core member has a wall portion and a light portion having a smaller specific gravity than the wall portion,
The wall portion has a nonwoven fabric composed of a plurality of fiber fillers from the one surface of the core member to the other surface opposite to the one surface, and
A composite material is provided comprising an impregnated region in which a portion of the resin in the fiber reinforced resin material impregnates the nonwoven of the wall.

本発明によれば、軽量性および機械的強度に優れた複合材料が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the composite material excellent in light weight and mechanical strength is provided.

(a)本実施形態の複合材料の構成を例示する上面図である。(b)(a)のa-a断面図である。(c)(b)のα領域の拡大図である。(a) It is a top view which illustrates the structure of the composite material of this embodiment. (b) is a sectional view taken along line aa of (a); (c) is an enlarged view of the α region of (b). 発泡性抄造体の構成を例示する斜視模式図である。1 is a schematic perspective view illustrating the configuration of an expandable paper product; FIG. 発泡性抄造体の製造方法を例示する断面工程図である。It is a cross-sectional process drawing which illustrates the manufacturing method of an expandable papermaking body. 発泡体(発泡性抄造体の成形体)の製造方法を例示する断面工程図である。It is a cross-sectional process drawing which illustrates the manufacturing method of a foam (formed body of an expandable paper-making body).

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。本実施の形態では図示するように前後左右上下の方向を規定して説明する。しかし、これは構成要素の相対関係を簡単に説明するために便宜的に規定するものである。従って、本発明を実施する製品の製造時や使用時の方向を限定するものではない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In addition, in all the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate. Also, the drawings are schematic diagrams and do not correspond to actual dimensional ratios. In this embodiment, the front, back, left, right, up and down directions are defined as shown in the drawings. However, this is defined for convenience in order to simply explain the relative relationship of the constituent elements. Therefore, there is no limitation to the orientation during manufacture or use of the product embodying the present invention.

本実施形態の複合材料は、層構造を有するコア部材と、コア部材の一面に積層しており、樹脂を強化繊維に含浸してなる繊維強化樹脂材料で構成された支持板部材と、を備えるものである。このコア部材が、壁部と、壁部よりも比重が小さい軽量部と、を有していて、壁部は、コア部材の一面から、該一面に対向する他面にわたって、複数の繊維フィラーで構成されてなる不織布を有している。このような複合材料は、繊維強化樹脂材料中の樹脂の一部が壁部の不織布中に浸み込んだ浸み込み領域を備えるものである。 The composite material of the present embodiment includes a core member having a layered structure, and a support plate member laminated on one surface of the core member and made of a fiber-reinforced resin material in which reinforcing fibers are impregnated with resin. It is. The core member has a wall portion and a light portion having a smaller specific gravity than the wall portion, and the wall portion extends from one surface of the core member to the other surface opposite to the one surface and is made of a plurality of fiber fillers. It has a nonwoven fabric composed of: Such a composite material has an impregnated region in which part of the resin in the fiber-reinforced resin material permeates into the nonwoven fabric of the wall.

本実施形態によれば、壁部と軽量部とコア部材を使用し、この軽量構造を有するコア部材の壁部に、繊維強化樹脂材料中の樹脂の一部が不織布に浸み込んだ浸み込み領域を形成することにより、軽量性を維持しつつも機械的強度に優れた複合材料の構造を実現できる。 According to this embodiment, the wall portion, the lightweight portion, and the core member are used, and the wall portion of the core member having the lightweight structure is soaked with a portion of the resin in the fiber-reinforced resin material that has penetrated into the nonwoven fabric. By forming the recessed region, it is possible to realize a structure of a composite material having excellent mechanical strength while maintaining light weight.

本実施形態の複合材料において、壁部と当該壁部よりも比重が小さい軽量部を有するコア部材を採用することにより、軽量化に優れた構造を実現できるとともに、壁部を有するコア部材に繊維強化樹脂材料で構成された支持板部材を積層することにより、機械的強度に優れた構造を実現できる。 In the composite material of the present embodiment, by adopting a core member having a wall portion and a light portion having a lower specific gravity than the wall portion, a structure excellent in weight reduction can be realized, and the core member having the wall portion has a fiber structure. By stacking support plate members made of reinforced resin material, a structure with excellent mechanical strength can be realized.

本実施形態によれば、コア部材と支持板部材とが積層した積層方向に直交する一面、すなわち、コア部材の一面に対して、複数の繊維フィラーが略平行に配向してなる不織布を有する壁部を用いることにより、複合材料において、軽量性を維持しつつも、積層方向からの衝撃強度等の機械的強度をさらに向上させることができる。 According to this embodiment, a wall having a nonwoven fabric in which a plurality of fiber fillers are oriented substantially parallel to one surface perpendicular to the lamination direction of the core member and the support plate member, that is, one surface of the core member. By using the part, it is possible to further improve mechanical strength such as impact strength in the lamination direction while maintaining lightness in the composite material.

本実施形態の複合材料100としては、例えば、航空機、自動車部品、電子機器筺体、建築物(容器)壁材等などに用いることができる。 The composite material 100 of the present embodiment can be used, for example, for aircraft, automobile parts, electronic device housings, building (container) wall materials, and the like.

本実施形態の複合材料の各要素について説明する。 Each element of the composite material of this embodiment will be described.

本実施形態の複合材料100は、図1(a)(b)に示すように、層構造を有するコア部材110と、コア部材110の下面116に積層した支持板部材120とを備えるものである。複合材料100は、図1(b)に示すように、複合材料100の下面116(一面)と上面118(当該一面に対向する面)のそれぞれに支持板部材120,122が積層したサンドイッチ構造を有し得る。 As shown in FIGS. 1(a) and 1(b), the composite material 100 of this embodiment includes a core member 110 having a layered structure and a support plate member 120 laminated on the lower surface 116 of the core member 110. . As shown in FIG. 1B, the composite material 100 has a sandwich structure in which support plate members 120 and 122 are laminated on each of the lower surface 116 (one surface) and the upper surface 118 (surface opposite to the one surface) of the composite material 100. can have

上記複合材料100は、少なくともコア部材110および支持板部材120の2層構造で構成されていればよく、図1(b)に示すように支持板部材122、コア部材110および支持板部材120の3層のサンドイッチ構造で構成されていてもよい。この2層構造や3層サンドイッチ構造を基本構造単として、複合材料100は、複数の基本構造単位の繰り返し構造を有してもよい。この場合、基本構造単位は同一でも異なっていてもよい。複合材料100の積層構造において、複数の基本構造単位は、連続的に形成されていてもよいが、クッション層や接着層などの他の機能層を介して形成されていてもよい。 The composite material 100 may be composed of at least a two-layer structure of the core member 110 and the support plate member 120, and as shown in FIG. It may consist of a three-layer sandwich structure. With this two-layer structure or three-layer sandwich structure as a basic structure unit, the composite material 100 may have a repeating structure of a plurality of basic structural units. In this case, the basic structural units may be the same or different. In the laminated structure of the composite material 100, a plurality of basic structural units may be formed continuously, or may be formed via other functional layers such as a cushion layer and an adhesive layer.

上記複合材料100は、図1(b)に示すようなシート状構造を有してもよいが、目的に応じて、様々な立体構造を有していてもよい。
支持板部材120の一面に対して垂直方向に見たときの、複合材料100の上面視における形状は、例えば、矩形形状、多角形形状、円形形状、曲線形状またはこれらの組合せ等の多様な形状を有することができる。一方、支持板部材120およびコア部材110の積層方向に見たときの、複合材料100の断面視における形状は、例えば、図1(b)の矩形形状、多角形形状、円形形状、曲線形状またはこれらの組合せ等の多様な形状を有することができる。立体構造を有する複合材料100の場合、例えば、支持板部材120における立体形状を有する一面に沿って、コア部材110の下面116が対向配置された状態となるように構成されていてもよい。
The composite material 100 may have a sheet-like structure as shown in FIG. 1(b), but may have various three-dimensional structures depending on the purpose.
When viewed in a direction perpendicular to one surface of the support plate member 120, the shape of the composite material 100 in top view can be various shapes such as a rectangular shape, a polygonal shape, a circular shape, a curved shape, or a combination thereof. can have On the other hand, the cross-sectional shape of the composite material 100 when viewed in the stacking direction of the support plate member 120 and the core member 110 is, for example, a rectangular shape, a polygonal shape, a circular shape, a curved shape, or a curved shape in FIG. It can have a variety of shapes, such as combinations of these. In the case of the composite material 100 having a three-dimensional structure, for example, the lower surface 116 of the core member 110 may be arranged to face one surface of the support plate member 120 having the three-dimensional shape.

なお、複合材料100が複数のコア部材110を備える場合、それぞれ、同一または異なるもので構成されていてもよい。また、複合材料100が複数の支持板部材120,122を備える場合、それぞれ、同一または異なるもので構成されていてもよい。 In addition, when the composite material 100 includes a plurality of core members 110, they may be configured with the same or different members. Also, when the composite material 100 comprises a plurality of support plate members 120, 122, each may be composed of the same or different members.

複合材料100、コア部材110おおよび上記支持板部材120,122のそれぞれの厚さは、用途等に応じて適宜設定され得る。 The respective thicknesses of the composite material 100, the core member 110, and the support plate members 120 and 122 can be appropriately set according to the application.

[支持板部材]
次に、支持板部材の構成を説明する。
上記支持板部材120,122は、樹脂を強化繊維に含浸してなる繊維強化樹脂材料で構成することができる。この支持板部材120,122として、図1(b)に示すように、上面および下面の2つの主面を有するシート状の繊維強化樹脂材料を用いることができる。支持板部材120,122は、1層の繊維強化樹脂材料で構成されていてもよいが、2以上の繊維強化樹脂材料が複数積層したもので構成されていてもよい。
[Support plate member]
Next, the configuration of the support plate member will be described.
The support plate members 120 and 122 can be made of a fiber-reinforced resin material in which reinforcing fibers are impregnated with resin. As the support plate members 120 and 122, as shown in FIG. 1B, a sheet-like fiber-reinforced resin material having two main surfaces, an upper surface and a lower surface, can be used. The support plate members 120 and 122 may be composed of a single layer of fiber-reinforced resin material, or may be composed of two or more laminated layers of fiber-reinforced resin material.

上記繊維強化樹脂材料に用いる樹脂としては、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂が挙げられる。
上記繊維強化樹脂材料に用いる熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。
上記繊維強化樹脂材料に用いる熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン、ポリフェニレンスルフィド等が挙げられる。
これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、機械的強度又は耐薬品性などの点から、熱硬化性樹脂が好ましく、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ビスマレイミド樹脂を用いることができる。また、幅広い用途に用いることができる点から、エポキシ樹脂を用いることができる。
Thermosetting resins and thermoplastic resins are examples of resins used for the fiber-reinforced resin material.
Examples of thermosetting resins used for the fiber-reinforced resin material include phenol resins, epoxy resins, bismaleimide resins, melamine resins, and urethane resins.
Examples of thermoplastic resins used for the fiber-reinforced resin material include polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide, polyetherketone, polyetheretherketone, polysulfone, and polyphenylene sulfide.
These may be used alone or in combination of two or more. Among these, thermosetting resins are preferred from the viewpoint of mechanical strength or chemical resistance, and phenol resins, epoxy resins, and bismaleimide resins can be used. Epoxy resins can also be used because they can be used in a wide range of applications.

上記繊維強化樹脂材料に用いる強化繊維としては、織物(繊維クロス)または不織布で構成することができる。この強化繊維としては、例えば、有機繊維、無機繊維、金属繊維などが挙げられる。具体的には、ポリアミド繊維、アラミド繊維、ポリイミド繊維、ポリパラフェニレンベンズオキサゾール繊維、ポリアリレート繊維、超高分子量ポリエチレン繊維、高強度ポリプロピレン繊維などの合成繊維、アクリル繊維、フェノール繊維、炭素繊維等の有機繊維;ガラス繊維、セラミック繊維、ロックウール、チタン酸カリウム繊維、バサルト繊維等の無機繊維;ステンレス繊維、スチール繊維、アルミニウム繊維、銅繊維、黄銅繊維、青銅繊維等の金属繊維などが挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
この中でも、機械的強度および軽量化の観点から、アラミド繊維や炭素繊維等を用いることができる。また、成形性や成形品の均一性、耐摩耗性の観点から、ガラス繊維を用いることができる。
The reinforcing fibers used in the fiber-reinforced resin material can be composed of a woven fabric (fiber cloth) or a non-woven fabric. Examples of the reinforcing fibers include organic fibers, inorganic fibers, and metal fibers. Specifically, synthetic fibers such as polyamide fiber, aramid fiber, polyimide fiber, polyparaphenylene benzoxazole fiber, polyarylate fiber, ultra-high molecular weight polyethylene fiber, high-strength polypropylene fiber, acrylic fiber, phenol fiber, carbon fiber, etc. organic fibers; inorganic fibers such as glass fibers, ceramic fibers, rock wool, potassium titanate fibers and basalt fibers; metal fibers such as stainless steel fibers, steel fibers, aluminum fibers, copper fibers, brass fibers and bronze fibers. These may be used alone or in combination of two or more.
Among these, aramid fiber, carbon fiber, and the like can be used from the viewpoint of mechanical strength and weight reduction. Glass fibers can also be used from the viewpoint of moldability, uniformity of molded products, and abrasion resistance.

また、上記繊維強化樹脂材料に用いる強化繊維として、樹脂との密着力を高めること等を目的として、予め、表面処理が施されているものを用いてもよい。この表面処理の方法としては、例えば、カップリング剤処理、酸化処理、オゾン処理、プラズマ処理、コロナ処理、ブラスト処理などが挙げられる。これらの中でも、カップリング剤処理を用いることができる。 Further, as the reinforcing fibers used in the above-mentioned fiber-reinforced resin material, those which have undergone surface treatment in advance may be used for the purpose of enhancing adhesion to the resin. Examples of the surface treatment method include coupling agent treatment, oxidation treatment, ozone treatment, plasma treatment, corona treatment, and blast treatment. Among these, a coupling agent treatment can be used.

また、上記繊維強化樹脂材料は、上記の樹脂および強化繊維の他に、目的に応じて、他の成分を含有することができる。他の成分としては、例えば、硬化剤、硬化助剤、充填材、離型剤、カップリング剤、難燃剤、カーボンブラック等の着色剤等が挙げられる。 Moreover, the fiber-reinforced resin material may contain other components in addition to the resin and reinforcing fibers described above, depending on the purpose. Examples of other components include curing agents, curing aids, fillers, releasing agents, coupling agents, flame retardants, and coloring agents such as carbon black.

次に、支持板部材120,122の製造方法を説明する。
上記支持板部材120,122の製造方法の一例は、強化繊維に対して、上述の樹脂や必要に応じて他の成分を含有する樹脂組成物を含浸させて、繊維強化樹脂材料を形成する工程を含むことができる。この繊維強化樹脂材料は、支持板部材120,122として用いるものであり、例えば、巻き取り可能なロール状や、矩形形状を有する枚葉状等のシート状とすることができる。
また、繊維強化樹脂材料中の樹脂組成物が熱硬化性樹脂を含む場合、含浸させた後、当該樹脂組成物(熱硬化性樹脂組成物)が半硬化状態(Bステージ状態)となるまで加熱乾燥させる乾燥工程と、をさらに含むことができる。
Next, a method for manufacturing the support plate members 120 and 122 will be described.
An example of the method for manufacturing the support plate members 120 and 122 is a step of impregnating reinforcing fibers with a resin composition containing the above resin and, if necessary, other components to form a fiber-reinforced resin material. can include This fiber-reinforced resin material is used as the support plate members 120 and 122, and can be, for example, in the form of a roll that can be wound up, or in the form of a sheet such as a sheet having a rectangular shape.
Further, when the resin composition in the fiber-reinforced resin material contains a thermosetting resin, after impregnation, the resin composition (thermosetting resin composition) is heated until it reaches a semi-cured state (B-stage state). and a drying step of drying.

本実施形態において、公知の含浸手段としては、例えば、樹脂組成物を溶剤に溶かして樹脂ワニスを調製し、強化繊維を上記樹脂ワニスに浸漬する方法、各種コーターにより上記樹脂ワニスを強化繊維に塗布する方法、スプレーにより上記樹脂ワニスを強化繊維に吹き付ける方法、樹脂組成物からなる樹脂膜(樹脂フィルム)を強化繊維の片側または両面にラミネートする方法等が挙げられる。また、この樹脂膜は、抄造法により構成された抄造層を、乾燥させてなる抄造体(抄造プリプレグ)を用いてもよい。 In the present embodiment, known impregnation means include, for example, a method of dissolving a resin composition in a solvent to prepare a resin varnish and immersing the reinforcing fibers in the resin varnish, and applying the resin varnish to the reinforcing fibers using various coaters. a method of spraying the resin varnish onto the reinforcing fibers by spraying; and a method of laminating a resin film (resin film) made of a resin composition on one side or both sides of the reinforcing fibers. In addition, the resin film may be a paper product (paper prepreg) obtained by drying a paper layer formed by a paper making method.

[コア部材]
次に、コア部材の構成を説明する。
上記コア部材110は、図1(b)に示すように、壁部112と、壁部112よりも軽量な軽量部114と、を有する層構造を備えることができる。
[Core member]
Next, the configuration of the core member will be described.
The core member 110 can have a layered structure having a wall portion 112 and a lightweight portion 114 lighter than the wall portion 112, as shown in FIG. 1(b).

上記コア部材110を上面118から見たとき、図1(a)に示すように、軽量部114は、壁部112で区画された空間で構成される。これにより、コア部材110の機械的強度を高めることが可能である。また、コア部材110は、複数の軽量部114を備えることができるため、軽量化を図ることができる。 When the core member 110 is viewed from the upper surface 118, the lightweight portion 114 is configured by a space partitioned by the wall portion 112, as shown in FIG. 1(a). Thereby, it is possible to increase the mechanical strength of the core member 110 . In addition, since the core member 110 can be provided with a plurality of lightweight portions 114, weight reduction can be achieved.

上記壁部112は、コア部材110の下面116(一面)から上面118(該一面に対向する他面)の全体にわたって形成される。すなわち、コア部材110の断面視において、軽量部114の側壁面側の周囲全体を壁部112で覆われた構成とすることができる。これにより、コア部材110の機械的強度を向上させることができる。一方で、隣接する2つの軽量部114は、共通の壁部112で側壁を構成することができるため、コア部材110の軽量化を実現できる。 The wall portion 112 is formed over the entirety of the core member 110 from the lower surface 116 (one surface) to the upper surface 118 (the other surface opposite to the one surface). That is, in a cross-sectional view of the core member 110 , the wall portion 112 can cover the entire circumference of the side wall surface side of the lightweight portion 114 . Thereby, the mechanical strength of the core member 110 can be improved. On the other hand, since the two adjacent light weight portions 114 can form side walls with the common wall portion 112, the weight of the core member 110 can be reduced.

上記軽量部114は、その一部または全体が、空隙部や発泡部で構成され得る。発泡部は、発泡部材で構成されており、壁部112が発泡構造を有する場合、その壁部112よりも発泡率が高い発泡部材で構成される。軽量部114を、壁部112と比較して比重が小さい構成とすることにより、コア部材110の軽量化を向上させることができる。 A part or the whole of the light weight portion 114 may be composed of a void portion or a foam portion. The foamed portion is made of a foamed member, and when the wall portion 112 has a foamed structure, the foamed portion is made of a foamed member having a higher foaming rate than that of the wall portion 112 . By configuring the lightweight portion 114 to have a smaller specific gravity than the wall portion 112, the weight reduction of the core member 110 can be improved.

上記壁部112は、コア部材110の上面118に対して垂直方向から見たとき、図1(a)に示すようにはハニカム構造を有することができる。これにより、軽量化と機械的強度とを向上させることが可能である。また、コア部材110の上面118から見たときにおける壁部112の形状は、ハニカム構造以外にも様々な形状とすることができるが、例えば、矩形形状、多角形形状、円形形状、曲線形状またはこれらの組合せ等の多様な形状を有することができる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。 When viewed from a direction perpendicular to the top surface 118 of the core member 110, the wall portion 112 may have a honeycomb structure as shown in FIG. 1(a). This makes it possible to reduce the weight and improve the mechanical strength. In addition, the shape of the wall portion 112 when viewed from the upper surface 118 of the core member 110 can be various shapes other than the honeycomb structure. It can have a variety of shapes, such as combinations of these. These may be used alone or in combination of two or more.

上記壁部112は、複数の繊維フィラーで構成された不織布を有することができる。
上記壁部112中の不織布は、コア部材110の下面116に対して、図1(b)に示すように、複数の繊維フィラーが略平行に配向した構造を有することができる。本明細書中、「略」という用語は、特に明示的な説明の無い限りは、製造上の公差やばらつき等を考慮した範囲を含むことを表す。これにより、コア部材110および支持板部材120の積層方向からの衝撃に対する抵抗力を高められるため、軽量化しつつも、機械的強度を向上させる構造を実現することができる。
The wall portion 112 may comprise a non-woven fabric composed of a plurality of fibrous fillers.
The nonwoven fabric in the wall portion 112 can have a structure in which a plurality of fiber fillers are oriented substantially parallel to the lower surface 116 of the core member 110, as shown in FIG. 1(b). In this specification, the term "substantially" means that it includes a range that takes account of manufacturing tolerances, variations, etc., unless otherwise explicitly stated. As a result, the resistance to impact from the stacking direction of the core member 110 and the support plate member 120 can be increased, so that it is possible to realize a structure that improves the mechanical strength while reducing the weight.

上記コア部材110の壁部112は、図1(c)に示すように、支持板部材122を構成する繊維強化樹脂材料中の樹脂の一部が壁部112の不織布中に浸み込んだ浸み込み領域130を備える。これにより、支持板部材122およびコア部材110の接合強度を高められる。部材間を接着するための接着剤の追加が不要となるため、軽量性を維持しつつも、複合材料100の機械的強度を向上させる接合構造を実現できる。 The wall portion 112 of the core member 110 is, as shown in FIG. A loading region 130 is provided. Thereby, the bonding strength between the support plate member 122 and the core member 110 can be increased. Since addition of an adhesive for bonding between members is not required, it is possible to realize a joint structure that improves the mechanical strength of the composite material 100 while maintaining lightness.

繊維強化樹脂材料中の樹脂は、加熱されると不織布中に一部が移動する。繊維強化樹脂材料中の樹脂としては、上述のように、熱可塑性樹脂やBステージ状態の熱硬化性樹脂など、加熱により一部が移動できるものが使用される。加熱としては、支持板部材122およびコア部材110の積層工程における加熱処理などが用いられる。これにより、コア部材110の壁部112中に浸み込み領域130が形成される。浸み込み領域130における樹脂は、複数の繊維フィラーと絡み合い、繊維フィラーの径周囲を巻き込むように浸み込む。このように、支持板部材122とコア部材110を加熱しながら圧着させることによって、強固な接合構造を実減できる。 Part of the resin in the fiber-reinforced resin material migrates into the nonwoven fabric when heated. As the resin in the fiber-reinforced resin material, as described above, a resin such as a thermoplastic resin or a B-stage thermosetting resin that can be partially moved by heating is used. As the heating, a heat treatment or the like in the process of laminating the support plate member 122 and the core member 110 is used. This creates a seepage region 130 in the wall 112 of the core member 110 . The resin in the infiltration region 130 is entangled with a plurality of fiber fillers and permeates so as to involve the diameter circumference of the fiber fillers. By pressing the support plate member 122 and the core member 110 while heating them in this manner, a strong joint structure can be substantially reduced.

上記浸み込み領域130の浸み込み深さ(積層方向における浸み込み領域130の深さ)は、例えば、不織布のフィラーの繊維径以上とすることができるが、具体的には、5μm以上としてもよく、30μm以上でもよく、50μm以上でもよい。これにより、アンカー効果を高められるため、複合材料100の機械的強度を向上させることができる。なお、浸み込み深さの上限値は、特に限定されないが、例えば、コア部材110の上面118から下面116の厚みをTとしたとき、T以下でもよく、4/5T以下でもよく、3/2T以下でもよく、1/2T以下でもよい。 The infiltration depth of the infiltration region 130 (the depth of the infiltration region 130 in the stacking direction) can be, for example, greater than or equal to the fiber diameter of the filler of the nonwoven fabric, and is specifically 5 μm or more. , 30 μm or more, or 50 μm or more. As a result, the anchor effect can be enhanced, so the mechanical strength of the composite material 100 can be improved. The upper limit of the penetration depth is not particularly limited. It may be 2T or less, or 1/2T or less.

また、上記壁部112中の不織布は、コア部材110の下面116に対して平行な断面視において、図1(a)に示すように、複数の繊維フィラーがランダムに配向した構造を有することができる。これにより、繊維フィラーの配向がランダムの場合と比較して、浸み込み領域130の浸み込み深さにバラツキが生じることを抑制できる。 In addition, the nonwoven fabric in the wall portion 112 may have a structure in which a plurality of fiber fillers are randomly oriented as shown in FIG. can. As a result, compared to the case where the orientation of the fiber filler is random, it is possible to suppress variations in the penetration depth of the penetration region 130 .

コア部材110の壁部112と支持板部材122との界面(または、浸み込み領域130と非浸み込み領域との界面)は、図1(c)の断面視において、積層方向の内部に向かって凹凸形状を有することができる。具体的には、壁部112の上面118における断面形状を凹凸形状とすることが可能である。これにより、壁部112および支持板部材122との界面強度をさらに高めることが可能である。 The interface between the wall portion 112 of the core member 110 and the support plate member 122 (or the interface between the infiltration region 130 and the non-infiltration region) is inside the stacking direction in the cross-sectional view of FIG. It can have an uneven shape toward it. Specifically, the cross-sectional shape of the upper surface 118 of the wall portion 112 can be uneven. Thereby, it is possible to further increase the interface strength between the wall portion 112 and the support plate member 122 .

また、浸み込み領域130は、断面視における壁部112の左端側から右端側に亘って全体に形成されていてもよく、上面視における壁部112の上面118全体に亘って形成されていても良い。浸み込み領域130深さ方向や平面方向にを拡大させることにより、壁部112および支持板部材122との界面強度をさらに高めることが可能である。 In addition, the permeation region 130 may be formed entirely from the left end side to the right end side of the wall portion 112 in cross-sectional view, or may be formed over the entire upper surface 118 of the wall portion 112 in top view. Also good. By enlarging the infiltration region 130 in the depth direction and the plane direction, it is possible to further increase the interface strength between the wall portion 112 and the support plate member 122 .

本実施形態において、壁部112の上面118から内部に向かって浸み込み領域130が形成されるとともに、壁部112の下面116から内部に向かって浸み込み領域(不図示)が形成されていてもよい。コア部材110の壁部112の両側に浸み込み領域130が形成されることにより、さらにコア部材110の機械的強度を高めることが可能である。 In this embodiment, a seepage region 130 is formed inwardly from the upper surface 118 of the wall portion 112 and a seepage region (not shown) is formed inwardly from the lower surface 116 of the wall portion 112 . may By forming the seepage regions 130 on both sides of the wall portion 112 of the core member 110, the mechanical strength of the core member 110 can be further increased.

上記壁部112は、上記繊維フィラーおよびバインダー樹脂を含む抄造体の成形体で構成することができる。抄造体中の不織布において、繊維フィラー同士がバインダー樹脂で結着した状態である。これにより壁部112の機械的強度を向上させることができる。また、抄造体を作製する方法である抄造法を用いることにより、様々な平面視における形状や立体形状を有するコア部材110や、それを構成する壁部112を実現できる。 The wall portion 112 can be composed of a molded article of a papermaking body containing the fiber filler and the binder resin. In the nonwoven fabric in the paper product, the fiber fillers are bound together by the binder resin. Thereby, the mechanical strength of the wall portion 112 can be improved. Moreover, by using a papermaking method, which is a method of producing a papermaking body, the core member 110 having various shapes and three-dimensional shapes in plan view and the wall portions 112 constituting the core member 110 can be realized.

また、上記壁部112は、発泡構造を有することができる。すなわち、壁部112は、発泡構造を有する発泡体で構成されていてもよい。これにより、コア部材110中の軽量化を一層高めることができる。 Also, the wall part 112 may have a foam structure. That is, the wall portion 112 may be made of foam having a foam structure. Thereby, the weight reduction in the core member 110 can be further enhanced.

上記発泡体の発泡構造は、独立気泡構造または連続気泡構造を有していてもよい。本実施形態の発泡体において、強度と剛性とのバランスの観点から、全体が独立気泡構造を有していてもよく、強度、剛性と軽量化のバランスの観点から、独立気泡構造とともに一部に連続気泡構造を有していてもよい。
本実施形態において、独立気泡構造とは、熱硬化性樹脂の硬化体により系外と隔離された空間(気泡)を複数有する構造を意味する。このような独立気泡構造においては、隣り合った空間の間で気体が通気することが抑制されているため、気密性に優れている構造を実現できる。
The foam structure of the foam may have a closed cell structure or an open cell structure. In the foam of the present embodiment, from the viewpoint of the balance between strength and rigidity, the whole may have a closed cell structure, and from the viewpoint of the balance between strength, rigidity and weight reduction, a closed cell structure and a part It may have an open cell structure.
In the present embodiment, the closed cell structure means a structure having a plurality of spaces (cells) isolated from the outside by a cured thermosetting resin. In such a closed-cell structure, it is possible to realize a structure excellent in airtightness because gas is prevented from passing between the adjacent spaces.

上記発泡体は、全体または一部が発泡性抄造体(熱膨張性マイクロカプセルを含む抄造体)の成形体で構成されていてもよい。本実施形態において、製造安定性の観点から、上記発泡体の全体が、発泡性抄造体の成形体(発泡成形体)で構成されていることが好ましい。 The above-mentioned foam may be wholly or partly composed of a foamed sheet product (a sheet product containing thermally expandable microcapsules). In the present embodiment, from the viewpoint of production stability, it is preferable that the foam as a whole be formed of a foamed sheet product (foam molded product).

以下、本実施形態の発泡性抄造体および発泡成形体について説明する。
<発泡性抄造体>
図2は、本実施形態の発泡性抄造体10の一例を示す斜視模式図である。
本実施形態の発泡性抄造体10は、熱膨張性マイクロカプセルCが分散している抄造体である。
The foamable paper product and foam molded product of the present embodiment will be described below.
<Expandable paper product>
FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the expandable paper product 10 of this embodiment.
The foamable paper product 10 of the present embodiment is a paper product in which the thermally expandable microcapsules C are dispersed.

ここで、本明細書において、「抄造体」という用語は、繊維材料を漉く手法を使用して得られた物の状態を示す技術用語として一般的に使用されている。この物の状態に関して、例えば、特許公報1(特許第4675276号)および特許公報2(特許第5426399号)に記載されている。同文献によれば、当該抄造体は、繊維や樹脂等の原料を分散媒に分散させた原料スラリーから、液体分が脱水され、フィルター上に残った湿潤状態の固形分を指す、と記載されている。ここでいう上記湿潤状態とは、加熱処理を施す前の未硬化状態、すなわち、ポストキュア前の未硬化状態を意味する。 Here, in the present specification, the term "paper product" is generally used as a technical term indicating the state of a product obtained by using a method of making a fiber material. The state of this product is described, for example, in Patent Publication 1 (Japanese Patent No. 4675276) and Patent Publication 2 (Japanese Patent No. 5426399). According to the document, the paper product refers to the solid content in a wet state remaining on the filter after the liquid content has been dewatered from the raw material slurry in which raw materials such as fibers and resins are dispersed in a dispersion medium. ing. The term "wet state" as used herein means an uncured state before heat treatment, that is, an uncured state before post-curing.

本実施形態において、発泡性抄造体10は、シート状であっても、所望の成型品形状を模倣した形状に加工された立体形状(すなわち素形体の形態)であってもよい。そして、この発泡性抄造体10に対して、加熱処理等の発泡成形を行うことにより、成形体(発泡成形体50)を得ることができる。この発泡成形体50は、発泡性抄造体10の硬化物である。 In the present embodiment, the foamable paper product 10 may be in the form of a sheet, or may be in a three-dimensional shape processed into a shape that imitates the shape of a desired molded product (that is, in the form of a preform). Then, by performing foam molding such as heat treatment on the foamable paper product 10, a molded product (expanded molded product 50) can be obtained. This foam molded product 50 is a cured product of the foamable paper product 10 .

本実施形態に係る発泡性抄造体10は、抄造法により得られたものである。
抄造法により得られた発泡性抄造体10は、図2に示すように、以下の点において構造上の特徴1~3を有する。
(特徴1)発泡性抄造体10の表面の平面視において、繊維フィラーBおよび熱膨張性マイクロカプセルCがランダムに配向している。
(特徴2)発泡性抄造体10の厚み方向における断面視において、繊維フィラーBの配向状態が高度に制御されており、繊維フィラーBが特定方向に配向している。言い換えれば、発泡性抄造体10の厚み方向におけて、繊維フィラーBは積層した状態である。
(特徴3)繊維フィラーB同士がバインダー樹脂Aにより結着している。
このように図2に示す発泡性抄造体10は、バインダー樹脂Aと繊維フィラーBと熱膨張性マイクロカプセルCとが、面方向においてランダムに絡み合っており、このような面構造が厚み方向に重なるような、抄造構造を有している。
The expandable paper product 10 according to the present embodiment is obtained by a paper making method.
As shown in FIG. 2, the expandable paper product 10 obtained by the paper making method has structural features 1 to 3 in terms of the following points.
(Feature 1) The fiber filler B and the thermally expandable microcapsules C are randomly oriented in a plan view of the surface of the foamable paper product 10 .
(Feature 2) In a cross-sectional view in the thickness direction of the expandable paper product 10, the orientation state of the fiber filler B is highly controlled, and the fiber filler B is oriented in a specific direction. In other words, the fiber filler B is laminated in the thickness direction of the expandable paper product 10 .
(Feature 3) The fiber fillers B are bound together by the binder resin A.
Thus, in the expandable paper product 10 shown in FIG. 2, the binder resin A, the fiber filler B, and the thermally expandable microcapsules C are randomly entangled in the surface direction, and such surface structures overlap in the thickness direction. It has a papermaking structure like this.

また、発泡性抄造体10は、発泡処理により所望の形状に成型して、図4に示す発泡成形体50を得るための材料に利用できる。
発泡性抄造体10における樹脂は完全硬化していない状態、例えば、Bステージ状態にある。そのため、発泡性抄造体10は、別の形状に変形することができる。そして、発泡性抄造体10は、熱硬化性樹脂であるバインダー樹脂Aの硬化温度で加熱することにより、樹脂を発泡・完全硬化して発泡成形体50を得ることができる。
Also, the foamable paper product 10 can be molded into a desired shape by a foaming process and used as a material for obtaining a foam molded product 50 shown in FIG.
The resin in the foamable paper product 10 is not completely cured, for example, in a B-stage state. Therefore, the expandable paper product 10 can be deformed into another shape. By heating the foamable paper product 10 at the curing temperature of the binder resin A, which is a thermosetting resin, the resin is foamed and completely cured to obtain the foamed molded product 50 .

次いで、発泡性抄造体10を構成する成分について説明する。
(バインダー樹脂A)
バインダー樹脂Aは、繊維フィラーB同士の間をつなぐ結着剤として機能するものであれば特に限定されないが、例えば、熱硬化性樹脂を用いることができる。
上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、メラミン樹脂、ポリウレタン等が挙げられる。これらの樹脂は、必要に応じて、適宜選択して使用することが可能であり、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
機械特性や耐熱性の観点から、フェノール樹脂およびエポキシ樹脂のうちの少なくとも一方を用いることが好ましい。また、軽量化と強度の高い次元での両立の観点から、フェノール樹脂を用いることが好ましい。
Next, components constituting the expandable paper product 10 will be described.
(Binder resin A)
The binder resin A is not particularly limited as long as it functions as a binding agent that connects between the fiber fillers B, but for example, a thermosetting resin can be used.
Examples of the thermosetting resin include phenol resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, melamine resin, and polyurethane. These resins can be appropriately selected and used as required, and one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
From the viewpoint of mechanical properties and heat resistance, it is preferable to use at least one of phenol resin and epoxy resin. Moreover, it is preferable to use a phenol resin from the viewpoint of coexistence of weight reduction and high strength.

熱硬化性樹脂は、粒状または粉状の形状を有するものとしてもよい。これにより、発泡性抄造体10を発泡・硬化して得られた発泡成形体50の強度をより効果的に向上させることができる。この理由は明らかではないが、発泡性抄造体10を加熱加圧して発泡させる際に、熱硬化性樹脂が粒状または粉状の形状を有することにより溶融時の含浸性が向上し、繊維フィラーBと、熱硬化性樹脂との界面が良好に形成されることによると推定される。 The thermosetting resin may have a granular or powdery form. This makes it possible to more effectively improve the strength of the foamed molded article 50 obtained by foaming and curing the expandable papermaking article 10 . Although the reason for this is not clear, when the foamable sheet material 10 is heated and pressurized to foam, the thermosetting resin having a granular or powdery shape improves the impregnating property at the time of melting, and the fiber filler B It is presumed that this is because the interface with the thermosetting resin is formed satisfactorily.

熱硬化性樹脂として、例えば、平均粒径500μm以下で、室温で固体状態のものを使用することができる。これにより、発泡性抄造体10の製造工程において、熱硬化性樹脂の凝集状態をより形成しやすくすることができる。また、発泡性抄造体10の製造工程において、ワニス状の材料組成物を得る観点から、熱硬化性樹脂の平均粒径は1nm以上300μm以下であることがより好ましい。
このような平均粒径を有する熱硬化性樹脂は、例えば、アトマイザー粉砕機等を用いて粉砕処理を行うことにより得ることが可能である。
なお、熱硬化性樹脂の平均粒径は、例えば、株式会社島津製作所製のSALD-7000等のレーザ回折式粒度分布測定装置を用いて、質量基準の50%粒子径を平均粒径として求めることができる。
As the thermosetting resin, for example, one having an average particle size of 500 μm or less and being in a solid state at room temperature can be used. Thereby, in the manufacturing process of the expandable paper product 10, the thermosetting resin can be more easily formed into an aggregated state. In addition, in the manufacturing process of the expandable paper product 10, from the viewpoint of obtaining a varnish-like material composition, the average particle size of the thermosetting resin is more preferably 1 nm or more and 300 μm or less.
A thermosetting resin having such an average particle size can be obtained, for example, by performing pulverization using an atomizer pulverizer or the like.
The average particle size of the thermosetting resin can be obtained by using a laser diffraction particle size distribution measuring device such as SALD-7000 manufactured by Shimadzu Corporation to obtain the 50% particle size based on mass as the average particle size. can be done.

発泡性抄造体10に含まれる熱硬化性樹脂は半硬化状態であることが好ましい。半硬化の熱硬化性樹脂は、発泡性抄造体10を製造後、加熱加圧により所望の形状に発泡させ、成型する工程において、完全硬化される。これにより、高い強度と軽量化のバランスに優れた発泡成形体50が得られる。 The thermosetting resin contained in the foamable paper product 10 is preferably in a semi-cured state. The semi-cured thermosetting resin is completely cured in the step of foaming into a desired shape by heating and pressurizing after manufacturing the foamable sheet 10 and molding it. As a result, the foam molded article 50 having an excellent balance between high strength and light weight can be obtained.

(繊維フィラーB)
繊維フィラーBとは、繊維糸または長い繊維束を所定の長さに切断して得られるものである。
繊維フィラーBの平均繊維長は、抄造による特殊な構造を得る観点から、例えば、0.1mm以上、好ましくは1mm以上であり、機械的強度を得る観点から、例えば2mm以上、好ましくは2.5mm以上、より好ましくは3mm以上である。一方、良好な分散性を得る観点から、20mm以下であることが好ましく、15mm以下であることがより好ましく、12mm以下であることが更に好ましい。
(Fiber filler B)
The fiber filler B is obtained by cutting a fiber thread or a long fiber bundle into a predetermined length.
The average fiber length of the fiber filler B is, for example, 0.1 mm or more, preferably 1 mm or more from the viewpoint of obtaining a special structure by papermaking, and for example, 2 mm or more, preferably 2.5 mm from the viewpoint of obtaining mechanical strength. 3 mm or more, more preferably 3 mm or more. On the other hand, from the viewpoint of obtaining good dispersibility, it is preferably 20 mm or less, more preferably 15 mm or less, and even more preferably 12 mm or less.

繊維フィラーBとしては、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、金属繊維、セラミック繊維、全芳香族ポリアミド(アラミド)、全芳香族ポリエステル、全芳香族ポリエステルアミド、全芳香族ポリエーテル、全芳香族ポリカーボネート、全芳香族ポリアゾメチン、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリ(パラ-フェニレンベンゾビスチアゾール)(PBZT)、ポリベンゾイミダゾール(PBI)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリ(パラ-フェニレン-2,6-ベンゾビスオキサゾール)(PBO)等が挙げられる。これらの繊維フィラーBは、必要に応じて、適宜選択して使用することが可能であり、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the fiber filler B include carbon fiber, glass fiber, metal fiber, ceramic fiber, wholly aromatic polyamide (aramid), wholly aromatic polyester, wholly aromatic polyesteramide, wholly aromatic polyether, wholly aromatic polycarbonate, Wholly aromatic polyazomethine, polyphenylene sulfide (PPS), poly(para-phenylenebenzobisthiazole) (PBZT), polybenzimidazole (PBI), polyetheretherketone (PEEK), polyamideimide (PAI), polyimide, polytetra fluoroethylene (PTFE), poly(para-phenylene-2,6-benzobisoxazole) (PBO), and the like. These fiber fillers B can be appropriately selected and used as necessary, and one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

さらに、軽量化と強度のバランスを図る観点から、無機繊維を用いてもよく、好ましくはガラス繊維、炭素繊維を用いてもよい。強度と剛性の観点から、炭素繊維を用いることが好ましい。また、ガラス繊維を用いた場合は、アミノシラン処理を施したものを用いてもよい。アミノシラン処理は、ガラス繊維をアミノ基含有シランカップリング剤の溶液に含浸、またはガラス繊維にアミノ基含有シランカップリング剤の溶液を塗布することによって施される。 Furthermore, from the viewpoint of achieving a balance between weight reduction and strength, inorganic fibers may be used, preferably glass fibers and carbon fibers may be used. From the viewpoint of strength and rigidity, it is preferable to use carbon fiber. Moreover, when glass fibers are used, those subjected to aminosilane treatment may be used. Aminosilane treatment is performed by impregnating glass fibers with a solution of an amino group-containing silane coupling agent, or by coating glass fibers with a solution of an amino group-containing silane coupling agent.

アミノ基含有シランカップリング剤としては、例えば、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(β-アミノエチル)-γ-アミノプロピルメチルジエトキシシラン等のアミノ基含有アルコキシシラン等、およびそれらの加水分解物が挙げられる。これらのアミノ基含有シランカップリング剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of amino group-containing silane coupling agents include N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyl methyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-(β-aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(β -aminoethyl)-γ-aminopropylmethyldiethoxysilane and other amino group-containing alkoxysilanes, and hydrolysates thereof. One of these amino group-containing silane coupling agents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

繊維フィラーBの含有量は、強度を上げる観点から、バインダー樹脂A(熱硬化性樹脂)に対して、例えば、10重量%以上としてもよく、20重量%以上としてもよい。また、強度と軽量化のバランスを図る観点から、バインダー樹脂A(熱硬化性樹脂)に対して、例えば、80重量%以下としてもよく、75重量%以下としてもよく、70重量%以下としてもよく、50重量%以下としてもよい。 From the viewpoint of increasing the strength, the content of the fiber filler B may be, for example, 10% by weight or more, or 20% by weight or more, relative to the binder resin A (thermosetting resin). Further, from the viewpoint of achieving a balance between strength and weight reduction, the binder resin A (thermosetting resin) may be, for example, 80% by weight or less, 75% by weight or less, or 70% by weight or less. Well, it may be 50% by weight or less.

(熱膨張性マイクロカプセルC)
熱膨張性マイクロカプセルCとは、揮発性の液体発泡材を、ガスバリア性を有する熱可塑性シェルポリマーによりマイクロカプセル化した粒子である。熱膨張性マイクロカプセルCは、次のようなメカニズムにより、発泡材として機能するものである。すなわち、加熱によりカプセルの外殻が軟化しつつ、カプセルに内包した液体発泡材が気化し圧力が増加する。その結果、粒子が膨張し、中空球状粒子(熱膨張性マイクロカプセルCの発泡粒子)が形成される。
(Thermal expandable microcapsules C)
The thermally expandable microcapsules C are particles obtained by microencapsulating a volatile liquid foam material with a thermoplastic shell polymer having gas barrier properties. The thermally expandable microcapsules C function as a foaming material through the following mechanism. That is, the heating softens the outer shell of the capsule, while vaporizing the liquid foam contained in the capsule and increasing the pressure. As a result, the particles are expanded to form hollow spherical particles (expanded particles of thermally expandable microcapsules C).

上記液体発泡材としては、例えば、イソペンタン、イソブタン、イソプロパン等といった低沸点の炭化水素が挙げられる。
上記熱可塑性シェルポリマーとしては、例えば、ポリアクリロニトリル、塩化ビニリデン-アクリロニトリル共重合体、塩化ビニリデン-メチルメタクリレート共重合体、塩化ビニリデン-エチルメタクリレート、アクリロニトリル-メチルメタクリレート共重合体、アクリロニトリル-エチルメタクリレート等が挙げられる。これらを単独で用いても2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the liquid foaming material include low-boiling hydrocarbons such as isopentane, isobutane, and isopropane.
Examples of the thermoplastic shell polymer include polyacrylonitrile, vinylidene chloride-acrylonitrile copolymer, vinylidene chloride-methyl methacrylate copolymer, vinylidene chloride-ethyl methacrylate, acrylonitrile-methyl methacrylate copolymer, acrylonitrile-ethyl methacrylate, and the like. mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

熱膨張性マイクロカプセルCとしては、例えば、エクスパンセル(日本フィライト社製)、マイクロスフェアーF50、マイクロスフェアーF60(松本油脂製薬社製)、アドバンセルEM(積水化学工業社製)といった市販品を用いることができる。 As the thermally expandable microcapsules C, commercially available products such as Expancel (manufactured by Nippon Philite Co., Ltd.), Microsphere F50, Microsphere F60 (manufactured by Matsumoto Yushi Seiyaku Co., Ltd.), and Advancel EM (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) are available. products can be used.

熱膨張性マイクロカプセルCの含有量は、発泡成形体50の密度を低くする観点から、バインダー樹脂A(熱硬化性樹脂)に対して、0.05重量%以上としてもよく、0.1重量%以上としてもよい。また、発泡成形体50の適度な強度を発現する観点から、バインダー樹脂A(熱硬化性樹脂)に対して、10重量%以下としてもよく、5重量%以下としてもよい。 The content of the thermally expandable microcapsules C may be 0.05% by weight or more, or 0.1% by weight, relative to the binder resin A (thermosetting resin) from the viewpoint of lowering the density of the foam molded article 50. % or more. In addition, from the viewpoint of exhibiting an appropriate strength of the foam molded article 50, it may be 10% by weight or less or 5% by weight or less with respect to the binder resin A (thermosetting resin).

その他、本実施形態における発泡性抄造体10は、上記成分の他に、パルプ、凝集剤、及び各種添加剤といった成分を含むことができる。 In addition to the components described above, the foamable paper product 10 in the present embodiment can contain components such as pulp, a flocculating agent, and various additives.

(パルプ)
本実施形態の発泡性抄造体10は、パルプを含んでもよい。パルプとは、フィブリル構造を有する繊維材料であり、上記繊維フィラーBとは異なるものである。パルプは、例えば、繊維材料を機械的又は化学的にフィブリル化することによって得ることができる。
発泡性抄造体10の製造時において、バインダー樹脂A、繊維フィラーB、熱膨張性マイクロカプセルCとともにパルプを抄造することによって、これらをより効果的に凝集させることができることから、より安定的な発泡性抄造体10の製造を実現することが可能となる。
(pulp)
The expandable paper product 10 of the present embodiment may contain pulp. Pulp is a fibrous material having a fibril structure and is different from the fibrous filler B described above. Pulp can be obtained, for example, by mechanically or chemically fibrillating fibrous materials.
At the time of manufacturing the expandable paper product 10, by paper-making the pulp together with the binder resin A, the fiber filler B, and the thermally expandable microcapsules C, these can be more effectively agglomerated, resulting in more stable foaming. It becomes possible to realize the production of the elastic paper product 10.

上記パルプとしては、例えば、リンターパルプ、木材パルプ等のセルロース繊維、ケナフ、ジュート、竹等の天然繊維、パラ型全芳香族ポリアミド繊維(アラミド繊維)及びその共重合体、芳香族ポリエステル繊維、ポリベンザゾール繊維、メタ型アラミド繊維及びそれらの共重合体、アクリル繊維、アクリロニトリル繊維、ポリイミド繊維、ポリアミド繊維等の有機繊維をフィブリル化したものが挙げられる。パルプは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the pulp include cellulose fibers such as linter pulp and wood pulp, natural fibers such as kenaf, jute and bamboo, para-type wholly aromatic polyamide fibers (aramid fibers) and copolymers thereof, aromatic polyester fibers, poly Examples include fibrillated organic fibers such as benzazole fibers, meta-aramid fibers and their copolymers, acrylic fibers, acrylonitrile fibers, polyimide fibers and polyamide fibers. One type of pulp may be used alone, or two or more types may be used in combination.

パルプの含有量は、バインダー樹脂A(熱硬化性樹脂)に対して、0.5重量%以上としてもよく、1重量%以上としてもよく、2重量%以上としてもよい。これにより、抄造時における熱硬化性樹脂の凝集をより効果的に発生させて、さらに安定的な発泡性抄造体10の製造を実現することができる。一方、パルプの含有量は、バインダー樹脂A(熱硬化性樹脂)に対して、10重量%以下としてもよく、8重量%以下としてもよく、5重量%以下としてもよい。これにより、発泡成形体50の機械的特性や熱的特性をより効果的に向上させることが可能となる。 The pulp content may be 0.5% by weight or more, 1% by weight or more, or 2% by weight or more relative to the binder resin A (thermosetting resin). As a result, aggregation of the thermosetting resin during papermaking can be more effectively generated, and more stable production of the expandable papermaking body 10 can be realized. On the other hand, the pulp content may be 10% by weight or less, 8% by weight or less, or 5% by weight or less relative to the binder resin A (thermosetting resin). This makes it possible to improve the mechanical properties and thermal properties of the foam molded article 50 more effectively.

(凝集剤)
本実施形態の発泡性抄造体10は、凝集剤を含んでもよい。凝集剤は、発泡性抄造体10の製造時において、バインダー樹脂A、繊維フィラーB及び熱膨張性マイクロカプセルCをフロック状に凝集させる機能を有する。このため、より安定的な発泡性抄造体10の製造を実現することができる。
(coagulant)
The expandable paper product 10 of the present embodiment may contain a flocculating agent. The aggregating agent has a function of aggregating the binder resin A, the fiber filler B, and the thermally expandable microcapsules C into flocs during the production of the expandable sheet product 10 . Therefore, more stable production of the expandable paper product 10 can be achieved.

上記凝集剤としては、例えば、カチオン性高分子凝集剤、アニオン性高分子凝集剤、ノニオン性高分子凝集剤、及び両性高分子凝集剤が挙げられる。より具体的には、例えば、カチオン性ポリアクリルアミド、アニオン性ポリアクリルアミド、ホフマンポリアクリルアミド、マンニックポリアクリルアミド、両性共重合ポリアクリルアミド、カチオン化澱粉、両性澱粉、ポリエチレンオキサイド等を挙げることができる。これらの凝集剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。また、凝集剤において、そのポリマー構造や分子量、水酸基やイオン性基等の官能基量等は、必要特性に応じて調整することが可能である。 Examples of the flocculant include cationic polymer flocculants, anionic polymer flocculants, nonionic polymer flocculants, and amphoteric polymer flocculants. More specific examples include cationic polyacrylamide, anionic polyacrylamide, Hoffmann polyacrylamide, Mannick polyacrylamide, amphoteric copolymer polyacrylamide, cationized starch, amphoteric starch, and polyethylene oxide. These flocculants may be used singly or in combination of two or more. Moreover, in the flocculant, the polymer structure, molecular weight, amount of functional groups such as hydroxyl groups and ionic groups, etc. can be adjusted according to the required properties.

凝集剤の含有量は、バインダー樹脂A(熱硬化性樹脂)に対して、0.01重量%以上としてもよく、0.05重量%以上としてもよく、0.1重量%以上としてもよい。これにより、発泡性抄造体10の製造において、収率の向上を図ることができる。一方、凝集剤の含有量は、バインダー樹脂A(熱硬化性樹脂)に対して、1.5重量%以下としてもよく、1重量%以下としてもよく、0.5重量%以下としてもよい。これにより、抄造法を用いた発泡性抄造体10の製造において、脱水処理等をより容易にかつ安定的に行うことが可能となる。 The content of the aggregating agent may be 0.01% by weight or more, 0.05% by weight or more, or 0.1% by weight or more relative to the binder resin A (thermosetting resin). Thereby, in the production of the expandable paper product 10, the yield can be improved. On the other hand, the content of the aggregating agent may be 1.5% by weight or less, 1% by weight or less, or 0.5% by weight or less relative to the binder resin A (thermosetting resin). As a result, in the production of the expandable paper product 10 using the paper making method, dehydration treatment and the like can be performed more easily and stably.

本実施形態における発泡性抄造体は、生産条件調整や要求される物性を発現させることを目的に、さらに、様々な添加剤を使用することができる。例えば、熱可塑性樹脂、特性向上を目的とした無機粉末、金属粉、酸化防止剤や紫外線吸収剤等の安定剤、難燃剤、離型剤、可塑剤、樹脂の硬化触媒や硬化促進剤、顔料、乾燥紙力向上剤、湿潤紙力向上剤等の紙力向上剤、歩留まり向上剤、濾水性向上剤、サイズ定着剤、酸性抄紙用ロジン系サイズ剤、中性製紙用ロジン系サイズ剤、アルキルケテンダイマー系サイズ剤、アルケニルコハク酸無水物系サイズ剤、特殊変性ロジン系サイズ剤等のサイズ剤、硫酸バンド、塩化アルミ、ポリ塩化アルミ等の凝結剤等が挙げられる。 The foamable paper product in the present embodiment can further contain various additives for the purpose of adjusting production conditions and expressing required physical properties. Examples include thermoplastic resins, inorganic powders for improving properties, metal powders, stabilizers such as antioxidants and UV absorbers, flame retardants, release agents, plasticizers, resin curing catalysts and curing accelerators, and pigments. , dry strength improvers, wet strength improvers, yield improvers, drainage improvers, size fixers, rosin sizing agents for acidic papermaking, rosin sizing agents for neutral papermaking, alkyl Sizing agents such as ketene dimer-based sizing agents, alkenylsuccinic anhydride-based sizing agents, special modified rosin-based sizing agents, and coagulants such as aluminum sulfate, aluminum chloride, polyaluminum chloride, and the like.

本実施形態の発泡性抄造体10は、添加剤として、アラミド微小繊維を有していてもよい。これにより、発泡性抄造体10を乾燥した抄造素形体のハンドリング性を良好とすることができる。 The foamable paper product 10 of the present embodiment may contain aramid microfibers as an additive. This makes it possible to improve the handleability of the dried foamed paper product 10 .

<発泡性抄造体の製造方法>
図3は、発泡性抄造体10の製造工程を示す工程断面図である。
本実施形態の発泡性抄造体10の製造方法は、バインダー樹脂A、繊維フィラーB、及び熱膨張性マイクロカプセルCを混合し、次いで、抄造法により混合物を抄造することにより発泡性抄造体10を得る工程を有する。ここで、上記抄造法とは、図3(b)に示すような製紙化技術の一つである紙抄き技術を利用したものである。
<Method for producing expandable paper product>
FIG. 3 is a process cross-sectional view showing the manufacturing process of the expandable paper product 10. As shown in FIG.
In the method for producing the expandable paper product 10 of the present embodiment, the binder resin A, the fiber filler B, and the thermally expandable microcapsules C are mixed, and then the mixture is made into a paper by a paper making method to produce the expandable paper product 10. a step of obtaining Here, the paper-making method is a method using a paper-making technique, which is one of paper-making techniques as shown in FIG. 3(b).

以下、図3を参照して、湿式抄造法による発泡性抄造体10の製造方法について詳述する。 Hereinafter, the method for producing the expandable paper product 10 by the wet paper making method will be described in detail with reference to FIG. 3 .

まず、図3(a)に示すように、バインダー樹脂A、繊維フィラーB、及び熱膨張性マイクロカプセルCを溶媒中へ添加して撹拌、混合し、分散させる。このとき、上述した成分のうち、凝集剤を除く他の成分を溶媒中に添加してもよい。これにより、発泡性抄造体10を形成するためのワニス状の材料組成物(スラリー)を得ることができる。 First, as shown in FIG. 3(a), a binder resin A, a fiber filler B, and a thermally expandable microcapsule C are added to a solvent and stirred, mixed, and dispersed. At this time, among the components described above, other components than the flocculant may be added to the solvent. Thereby, a varnish-like material composition (slurry) for forming the foamable paper product 10 can be obtained.

各成分を溶媒に分散させる方法としては、特に限定されないが、例えば、ディスパーザーを用いて撹拌する方法が挙げられる。 A method for dispersing each component in a solvent is not particularly limited, but an example thereof includes a method of stirring using a disperser.

上記溶媒としては、特に限定されないが、上記材料組成物の構成材料を分散させる過程において揮発しにくいことと、発泡性抄造体中への残存を抑制するために脱溶媒をしやすいこと、脱溶媒によってエネルギーが増大してしまうことを抑制すること等の観点から、沸点が50℃以上200℃以下であるものが好ましい。
上記溶媒としては、例えば、水、エタノール、1-プロパノール、1-ブタノール、エチレングリコール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、2-ヘプタノン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸メチル等のエステル類、テトラヒドロフラン、イソプロピルエーテル、ジオキサン、フルフラール等のエーテル類等を挙げることができる。これらの溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらのなかでも、供給量が豊富であり、安価、環境負荷が低い、安全性も高く扱いやすいという理由から、水を用いることが更に好ましい。
The solvent is not particularly limited. From the viewpoint of suppressing the increase in energy due to the boiling point of 50° C. or more and 200° C. or less, it is preferable.
Examples of the solvent include water, alcohols such as ethanol, 1-propanol, 1-butanol and ethylene glycol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, 2-heptanone and cyclohexanone, ethyl acetate, butyl acetate, methyl acetoacetate, Esters such as methyl acetoacetate, and ethers such as tetrahydrofuran, isopropyl ether, dioxane, furfural, and the like can be mentioned. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Among these, it is more preferable to use water because it is abundantly supplied, inexpensive, has a low environmental load, is highly safe and is easy to handle.

続いて、得られたスラリー中に、さらに、凝集剤を添加してもよい。これにより、溶媒中のバインダー樹脂Aと、繊維フィラーBと、熱膨張性マイクロカプセルCとをフロック状に凝集させてなる凝集物Fを得ることがより容易となる(図3(b))。 Subsequently, a flocculant may be added to the resulting slurry. This makes it easier to obtain aggregates F in which the binder resin A, the fiber filler B, and the thermally expandable microcapsules C are aggregated in the form of flocks (FIG. 3(b)).

続いて、バインダー樹脂A、繊維フィラーB、熱膨張性マイクロカプセルC等を混合したスラリーを、フィルターで抄くことにより、発泡性抄造体10を得る事ができる。 Subsequently, the slurry obtained by mixing the binder resin A, the fiber filler B, the thermally expandable microcapsules C, and the like is made into paper through a filter, whereby the foamable paper product 10 can be obtained.

具体的には、図3(b)に示すように、底面がシート状のメッシュ30(フィルター)が設けられた容器に、上述のスラリーを導入する。そして、スラリー中の溶媒をメッシュ30に通し容器の外に排出させるとともに、スラリー中の凝集物Fをメッシュ30(フィルター)上に残存させる。これにより、凝集物Fと溶媒とを互いに分離することができる。
ここで、メッシュ30の形状を適宜選択することによって、得られる発泡性抄造体の形状を調整することが可能である。
その後、フィルター(メッシュ30)上に得られた凝集物Fに対して、例えば乾燥炉内に入れて乾燥処理を行い、凝集物F中に残存する溶媒をさらに除去してもよい。
以上により、図3(c)に示す発泡性抄造体10が製造される。
Specifically, as shown in FIG. 3B, the above slurry is introduced into a container provided with a sheet-like mesh 30 (filter) on the bottom surface. Then, the solvent in the slurry is passed through the mesh 30 and discharged out of the container, and the aggregates F in the slurry remain on the mesh 30 (filter). Thereby, the aggregate F and the solvent can be separated from each other.
Here, by appropriately selecting the shape of the mesh 30, it is possible to adjust the shape of the resulting expandable paper product.
After that, the aggregates F obtained on the filter (mesh 30) may be placed in a drying oven, for example, to be dried to further remove the solvent remaining in the aggregates F.
As described above, the foamable paper product 10 shown in FIG. 3(c) is manufactured.

本実施形態において、図3(b)に示すような抄造法により、(フィルターの表面方向に沿って形成される)発泡性抄造体10の面方向において、形状が保持された繊維フィラーBにより、ランダムかつ適度に交絡した構造体が、発泡性抄造体10の厚み方向に積層したような抄造構造を形成することができると考えられる。これにより、多量の繊維フィラーBを混ぜ込むことができるようになり、軽量化と強度のバランスに優れた発泡性抄造体10を得ることができる。
また、抄造法を用いることにより、発泡性抄造体10中の熱膨張性マイクロカプセルCの分散を高めることができる。
In this embodiment, in the surface direction of the expandable paper product 10 (formed along the surface direction of the filter) by the paper making method as shown in FIG. It is thought that random and moderately entangled structures can form a papermaking structure in which the foamable papermaking bodies 10 are laminated in the thickness direction. As a result, a large amount of the fiber filler B can be mixed in, and the foamable paper product 10 having an excellent balance between weight reduction and strength can be obtained.
Further, by using the papermaking method, the dispersion of the thermally expandable microcapsules C in the foamable paper product 10 can be enhanced.

また、上記抄造法に用いるフィルターは、図3(b)のような平板形状でもよく、立体形状でもよい。立体形状フィルターを用いる抄造法(以下、立体抄造法と呼称する。)により、立体形状の発泡性抄造体10を形成できる。これにより、立体抄造法を用いることにより、立体形状を有するコア部材110を容易に実現することができる。 Moreover, the filter used in the papermaking method may be flat as shown in FIG. 3(b), or may be three-dimensional. A three-dimensional foamable paper product 10 can be formed by a papermaking method using a three-dimensional filter (hereinafter referred to as a three-dimensional papermaking method). Accordingly, by using the three-dimensional papermaking method, the core member 110 having a three-dimensional shape can be easily realized.

また、上記抄造法において、フィルター表面上の一部の領域Aに発泡性抄造体10を形成し、その他の領域Bに発泡性抄造体10を形成しない方法(以下、多色抄造法と呼称する。)を採用してもよい。多色抄造法を用いることにより発泡性抄造体10を形成する領域(上面視における形状)を調整することが可能である。多色抄造法において、例えば、フィルター表面をマスク等で覆う被覆領域と覆わない非被覆領域とを設けた状態でスラリーをフィルターで抄く手段や、フィルター裏面においてスラリーを吸引する吸引領域と吸引しない非吸引領域を設けた状態で、フィルターを介してスラリーを抄く手段などを用いることができる。
本実施形態によれば、上記多色抄造法における発泡性抄造体10の形成領域を調整することにより、上面視における壁部112の形状を適切に制御することが可能である。
In addition, in the papermaking method, a method of forming the foamable papermaking body 10 in a part of the region A on the surface of the filter and not forming the foaming papermaking body 10 in the other region B (hereinafter referred to as a multicolor papermaking method) ) may be adopted. By using the multicolor papermaking method, it is possible to adjust the region (shape in top view) in which the expandable papermaking body 10 is formed. In the multi-color papermaking method, for example, a means for papering the slurry with a filter while providing a covered area and an uncovered area where the filter surface is not covered with a mask or the like, or a suction area for sucking the slurry and a non-sucking area for the back surface of the filter. A means for making the slurry through a filter while providing a non-sucking area can be used.
According to this embodiment, it is possible to appropriately control the shape of the wall portion 112 when viewed from above by adjusting the forming region of the expandable paper product 10 in the multicolor paper making method.

上記多色抄造法において、発泡性抄造体10は、領域Bに相当する部分に空隙を有するように構成することができる。つまり、穴あき構造を有する発泡性抄造体10を形成できる。この場合、領域Aに相当する部分の発泡性抄造体10が壁部112として用い、領域Bに相当する部分の空隙が軽量部114として用いることが可能である。コア部材110中の軽量部114は、空隙で構成することができる。これにより、軽量化を向上させることができる。
なお、発泡性抄造体10の所定領域をカット手段等で除去することで、穴あき構造等の所望形状の軽量部114を有する発泡性抄造体10を実現できる。
In the above-described multicolor papermaking method, the expandable papermaking body 10 can be configured to have voids in the portion corresponding to the region B. That is, the foamable paper product 10 having a perforated structure can be formed. In this case, it is possible to use the expandable paper product 10 in the portion corresponding to the region A as the wall portion 112 and use the void in the portion corresponding to the region B as the lightweight portion 114 . The light weight portion 114 in the core member 110 may consist of voids. Thereby, weight reduction can be improved.
By removing a predetermined region of the expandable paper product 10 by cutting means or the like, the expandable paper product 10 having the lightweight portion 114 having a desired shape such as a perforated structure can be realized.

また、上記多色抄造法は、複数回繰り返し実施することができる。多色抄造法を実施する毎に、発泡性抄造体10を形成するフィルター上の領域を適宜変更できる。これにより、平面内または積層方向において、厚みや組成条件が異なる発泡性抄造体Aおよび発泡性抄造体Bを少なくとも備える発泡性抄造体10を実現することができる。
この場合、発泡性抄造体Aと発泡性抄造体Bとの間に、それぞれの繊維フィラーとが互いに交絡した交絡領域を形成することができる。発泡性抄造体Aを壁部112に用い、発泡性抄造体Bを軽量部114に用いた場合、コア部材110において、壁部112中の繊維フィラーと軽量部114を構成する発泡部材中の他の繊維フィラーとが互いに交絡した交絡領域が形成される。これにより、コア部材110の機械的強度を向上させることができる。
Moreover, the multicolor papermaking method can be repeatedly carried out a plurality of times. Each time the multicolor papermaking method is carried out, the area on the filter forming the foamable papermaking body 10 can be appropriately changed. Thereby, it is possible to realize the expandable sheet product 10 including at least the expandable sheet product A and the expandable sheet product B having different thicknesses and composition conditions in the plane or in the stacking direction.
In this case, between the expandable sheet product A and the expandable sheet product B, an entangled region can be formed in which the respective fiber fillers are entangled with each other. When the expandable paper product A is used for the wall portion 112 and the expandable paper product B is used for the lightweight portion 114, in the core member 110, the fiber filler in the wall portion 112 and the foamed member constituting the lightweight portion 114 A entangled region is formed in which the fiber fillers are entangled with each other. Thereby, the mechanical strength of the core member 110 can be improved.

例えば、熱膨張性マイクロカプセルCの含有量などの組成条件が異なるスラリーを用いて多色抄造法を繰り返し行うことによって、平面内において異なる組成や構造を有する発泡性抄造体10のシート部材(穴あき構造を有しないシート状の発泡性抄造体10)を形成することができる。また、多色抄造法における抄き条件を変更することによって、平面内で厚みがことなる発泡性抄造体10のシート部材を形成することができる。熱膨張性マイクロカプセルCの含有量や、厚みに応じて、発泡成形体50の発泡率を調整することが可能である。発泡性抄造体10中で、熱膨張性マイクロカプセルCの含有量が少ない部分や、厚みが薄い部分は、軽量部114として用いることが可能である。コア部材110中の軽量部114において、一部または全部が、壁部112よりも発泡率が高い発泡部材で構成することができる。これにより、機械的強度および軽量化を向上させることができる。 For example, by repeatedly performing the multicolor papermaking method using slurries with different composition conditions such as the content of the thermally expandable microcapsules C, the sheet members (holes) of the expandable papermaking body 10 having different compositions and structures in the plane A sheet-like foamable paper product 10) having no perforated structure can be formed. Also, by changing the papermaking conditions in the multicolor papermaking method, it is possible to form the sheet members of the expandable papermaking body 10 having different thicknesses in the plane. It is possible to adjust the expansion rate of the foam molded article 50 according to the content and thickness of the thermally expandable microcapsules C. In the foamable paper product 10 , the portion where the content of the thermally expandable microcapsules C is small and the portion where the thickness is thin can be used as the lightweight portion 114 . The lightweight portion 114 in the core member 110 may be partially or wholly made of a foam material having a higher foaming rate than the wall portion 112 . Thereby, mechanical strength and weight reduction can be improved.

なお、以上の抄造法は、適宜組み合わせて使用してもよい。
また、発泡体構造を有しない抄造体やその製造方法は、熱膨張性マイクロカプセルCを含有しない点以外は、上記の発泡性抄造体やその製造法と同様とすることができる。
In addition, you may use the above papermaking methods in combination suitably.
Moreover, the paper product having no foam structure and its production method can be the same as the above-mentioned foamable paper product and its production method, except that the thermally expandable microcapsules C are not contained.

<発泡成形体>
本実施形態の発泡成形体50は、発泡性抄造体10の成形体であり、熱膨張性マイクロカプセルCが発泡してなる気泡Dが当該成形体中に分散した気泡構造を有する。
<Foam molding>
The foamed molded article 50 of the present embodiment is a molded article of the expandable papermaking article 10, and has a cell structure in which cells D formed by foaming the thermally expandable microcapsules C are dispersed in the molded article.

<発泡成形体の製造方法>
本実施形態の発泡成形体50の製造方法は、バインダー樹脂A(熱硬化性樹脂)、フィラー(繊維フィラーB)、及び熱膨張性マイクロカプセルCを混合したスラリーを準備し、このスラリーを抄造することにより発泡性抄造体10を得る工程と、
金型40,41の内部の一部に発泡性抄造体10を配置し、熱膨張性マイクロカプセルCを膨張させて、金型40,41の内部の全体にまで発泡性抄造体10を膨張させることにより、発泡性抄造体10の成形体からなる発泡体(発泡成形体50)を得る工程と、を含むことができる。
<Method for producing foam molded product>
In the method for producing the foam molded article 50 of the present embodiment, a slurry is prepared by mixing a binder resin A (thermosetting resin), a filler (fiber filler B), and a thermally expandable microcapsule C, and the slurry is made into paper. a step of obtaining an expandable paper product 10 by
The expandable paper product 10 is arranged in a part of the inside of the molds 40, 41, and the thermally expandable microcapsules C are expanded to expand the expandable paper product 10 to the entire inside of the molds 40, 41. Thus, it is possible to include a step of obtaining a foam (foam molding 50) composed of a molding of the foamable papermaking product 10.

図4は、本実施形態に係る発泡体の製造方法の一例を示す断面模式図である。
以下、図4を参照して、発泡成形体50の製造方法について詳述する。
FIG. 4 is a cross-sectional schematic diagram showing an example of the method for producing a foam according to this embodiment.
Hereinafter, a method for manufacturing the foam molded article 50 will be described in detail with reference to FIG. 4 .

まず、図4(a)に示すように、発泡性抄造体10を、金型40,41の内部(金型キャビティ)に配置する。このとき、金型40及び金型41からなる金型キャビティの容積は、発泡性抄造体10の体積よりも大きいものとする。これにより、金型40,41の内部が完全に充填されない状態、いわゆるショートショットで、原料である発泡性抄造体10を配置することができる。この金型キャビティは、発泡性抄造体10の形状に合わせて適宜設定可能である。 First, as shown in FIG. 4(a), the foamable paper product 10 is placed inside molds 40 and 41 (mold cavities). At this time, the volume of the mold cavity composed of the mold 40 and the mold 41 is assumed to be larger than the volume of the expandable paper product 10 . As a result, the foamable paper product 10, which is the raw material, can be placed in a state in which the insides of the molds 40 and 41 are not completely filled, that is, in a so-called short shot. This mold cavity can be appropriately set according to the shape of the foamable paper product 10 .

次に、発泡性抄造体10に対して発泡成形を行う。例えば、図4(b)に示すように、加熱処理により、熱膨張性マイクロカプセルCを膨張させて、発泡性抄造体10を膨張させる。膨張した発泡性抄造体10は、金型キャビティ全体に充填されることになる。このとき、熱膨張性マイクロカプセルCの発泡による内圧(金型40,41からの応力)により、発泡性抄造体10が成形されて発泡成形体50が得られる。これにより、所定の形状を有する発泡成形体50に成形することができる。
上述の発泡成形工程において、バインダー樹脂Aの硬化反応が進み、発泡成形体50中に、3次元構造を有するマトリックス樹脂(3次元網目構造を有する樹脂硬化体)が形成されることになる。また、熱膨張性マイクロカプセルCは、上記加熱処理により膨張し、気泡D(中空球状粒子)が形成される。
このように、本実施形態の発泡成形体50は、ショートショット法により製造することができる。ショートショット法を用いることにより、熱膨張性マイクロカプセルCの気泡拡大により生じる発泡圧を利用して、発泡性抄造体10を成形することができる。
Next, foam molding is performed on the foamable paper product 10 . For example, as shown in FIG. 4(b), the thermally expandable microcapsules C are expanded by heat treatment to expand the expandable paper product 10. As shown in FIG. The expanded foamable paper product 10 will fill the entire mold cavity. At this time, the expandable paper product 10 is molded by the internal pressure (stress from the molds 40 and 41) due to the foaming of the thermally expandable microcapsules C, and the foam molded product 50 is obtained. Thereby, it is possible to mold the foam molded body 50 having a predetermined shape.
In the foam molding process described above, the curing reaction of the binder resin A proceeds, and a matrix resin having a three-dimensional structure (resin cured body having a three-dimensional network structure) is formed in the foam molded body 50 . Also, the thermally expandable microcapsules C are expanded by the heat treatment described above to form air bubbles D (hollow spherical particles).
Thus, the foam molded article 50 of the present embodiment can be produced by the short shot method. By using the short shot method, the foaming pressure generated by expanding the cells of the thermally expandable microcapsules C can be used to form the foamable paper product 10 .

上記加熱処理は、特に限定されないが、例えば、約160~250℃、約10~30分間としてもよい。本実施形態の発泡成形体50の製造方法においては、外部から成形圧を加えてはいないが、金型40,41中の内圧は、例えば、約1.5~5MPaとなる。 The heat treatment is not particularly limited, but may be, for example, about 160 to 250° C. for about 10 to 30 minutes. In the method of manufacturing the foam molded article 50 of the present embodiment, no external molding pressure is applied, but the internal pressure in the molds 40 and 41 is, for example, approximately 1.5 to 5 MPa.

ここで、外部から成形圧を加える方法として、射出成形法等が挙げられる。この方法では、充填圧や保持圧により、熱膨張性マイクロカプセルが発泡できない、気泡が破壊されてしまうことが生じていた。
これに対して、本実施形態の発泡成形体50の製造方法においては、外部から成形圧を加えていないため、熱膨張性マイクロカプセルCの未発泡や気泡Dの破壊を十分抑制することができる。
Here, an injection molding method or the like can be mentioned as a method of applying molding pressure from the outside. In this method, the filling pressure and the holding pressure caused the thermally expandable microcapsules to be unable to foam and the cells to be destroyed.
On the other hand, in the method for producing the foamed molded article 50 of the present embodiment, since molding pressure is not applied from the outside, it is possible to sufficiently suppress unfoaming of the thermally expandable microcapsules C and breakage of the cells D. .

(複合材料100の製造方法)
本実施形態の複合材料100は、コア部材110および支持板部材120を積層する工程を含むことができる。積層方法としては、加熱や加圧することによりコア部材110および支持板部材120を接合してもよく、接着剤層を介してこれらを結合してもよい。
また、コア部材110の両面に支持板部材120,122をそれぞれ積層する場合、一括して接合してもよい。
(Manufacturing method of composite material 100)
The composite material 100 of this embodiment can include laminating the core member 110 and the support plate member 120 . As a lamination method, the core member 110 and the support plate member 120 may be joined by applying heat or pressure, or they may be joined via an adhesive layer.
Also, when the support plate members 120 and 122 are laminated on both sides of the core member 110, they may be joined together.

上記コア部材110の壁部112を発泡成形体50で構成する場合、図4(a)の金型40,41中の成型空間中に、発泡性抄造体10の下面に支持板部材を配置した状態、または発泡性抄造体10の上面と下面のそれぞれに支持板部材を配置した状態で、発泡成形を実施することができる。これにより、壁部112中に発泡構造を形成できるとともに、コア部材110および支持板部材120,122を結合することが可能である。 When the wall portion 112 of the core member 110 is composed of the foam molded body 50, a support plate member is arranged on the lower surface of the foamable papermaking body 10 in the molding space in the molds 40 and 41 shown in FIG. 4(a). The foam molding can be carried out in this state, or in a state in which the support plate member is arranged on each of the upper surface and the lower surface of the expandable paper sheet 10 . This allows a foam structure to be formed in the wall portion 112 and allows the core member 110 and the support plate members 120, 122 to be joined together.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
以下、参考形態の例を付記する。
1. 層構造を有するコア部材と、
前記コア部材の一面に積層しており、樹脂を強化繊維に含浸してなる繊維強化樹脂材料で構成された支持板部材と、を備える複合材料であって、
前記コア部材が、壁部と、前記壁部よりも比重が小さい軽量部と、を有しており、
前記壁部は、前記コア部材の前記一面から、該一面に対向する他面にわたって、複数の繊維フィラーで構成されてなる不織布を有しており、
前記繊維強化樹脂材料中の前記樹脂の一部が前記壁部の前記不織布中に浸み込んだ浸み込み領域を備える、複合材料。
2. 1.に記載の複合材料であって、
前記浸み込み領域の浸み込み深さは5μm以上である、複合材料。
3. 1.または2.に記載の複合材料であって、
前記コア部材と前記支持板部材との界面は、積層方向の内部に向かって凹凸形状を有する、複合材料。
4. 1.から3.のいずれか1つに記載の複合材料であって、
前記壁部は、前記コア部材の前記一面に対して、複数の繊維フィラーが略平行に配向してなる不織布を有する、複合材料。
5. 1.から4.のいずれか1つに記載の複合材料であって、
前記コア部材の前記一面に対して平行な断面視において、前記壁部中における複数の前記繊維フィラーがランダムに配向している、複合材料。
6. 1.から5.のいずれか1つに記載の複合材料であって、
前記コア部材中の前記軽量部が、前記壁部で区画された空間で構成される、複合材料。
7. 1.から6.のいずれか1つに記載の複合材料であって、
前記軽量部が、空隙部または発泡部で構成される、複合材料。
8. 1.から7.のいずれか1つに記載の複合材料であって、
前記壁部が発泡構造を有する、複合材料。
9. 1.から8.のいずれか1つに記載の複合材料であって、
前記壁部が、前記繊維フィラーおよびバインダー樹脂を含む抄造体の成形体で構成される、複合材料。
10. 9.に記載の複合材料であって、
前記バインダー樹脂がフェノール樹脂を含む、複合材料。
11. 1.から10.のいずれか1つに記載の複合材料であって、
前記繊維強化樹脂材料中の前記樹脂がエポキシ樹脂を含む、複合材料。
Although the embodiments of the present invention have been described above, these are examples of the present invention, and various configurations other than those described above can also be adopted.
Examples of reference forms are added below.
1. a core member having a layered structure;
A composite material comprising a support plate member laminated on one surface of the core member and made of a fiber-reinforced resin material in which reinforcing fibers are impregnated with a resin,
The core member has a wall portion and a light portion having a smaller specific gravity than the wall portion,
The wall portion has a nonwoven fabric composed of a plurality of fiber fillers from the one surface of the core member to the other surface opposite to the one surface, and
A composite material comprising an impregnated region in which a portion of the resin in the fiber-reinforced resin material impregnates the nonwoven fabric of the wall.
2. 1. A composite material according to
The composite material, wherein the penetration depth of the penetration region is 5 μm or more.
3. 1. or 2. A composite material according to
The composite material, wherein an interface between the core member and the support plate member has an uneven shape toward the inside in the stacking direction.
4. 1. to 3. A composite material according to any one of
The composite material, wherein the wall portion has a nonwoven fabric in which a plurality of fiber fillers are oriented substantially parallel to the one surface of the core member.
5. 1. to 4. A composite material according to any one of
A composite material in which the plurality of fiber fillers in the wall portion are randomly oriented in a cross-sectional view parallel to the one surface of the core member.
6. 1. to 5. A composite material according to any one of
A composite material, wherein the light weight portion in the core member comprises a space defined by the wall portion.
7. 1. to 6. A composite material according to any one of
A composite material, wherein the light weight portion is composed of voids or a foamed portion.
8. 1. to 7. A composite material according to any one of
A composite material, wherein the wall has a foamed structure.
9. 1. to 8. A composite material according to any one of
A composite material in which the wall portion is composed of a molded article of a papermaking body containing the fiber filler and the binder resin.
10. 9. A composite material according to
A composite material, wherein the binder resin comprises a phenolic resin.
11. 1. to 10. A composite material according to any one of
A composite material, wherein the resin in the fiber-reinforced resin material comprises an epoxy resin.

以下、本発明について実施例を参照して詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to Examples, but the present invention is not limited to the description of these Examples.

表1に記載の材料は、以下の通りである。
(熱硬化性樹脂)
熱硬化性樹脂1:フェノールレジン(住友ベークライト社製、PR-51723)
(発泡材)
発泡材1:熱膨張性マイクロスフィア(積水化学社製、アドバンセル(登録商標)EM-304)
(添加剤)
添加剤1:アラミド微小繊維(ダイセルファインケム社製、ティアラ)
(繊維フィラー)
繊維フィラー1:カーボン繊維(東邦テナックス社製、HTC110、平均繊維長:6mm)
The materials listed in Table 1 are as follows.
(Thermosetting resin)
Thermosetting resin 1: Phenol resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd., PR-51723)
(Foam material)
Foaming material 1: thermally expandable microspheres (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., Advancel (registered trademark) EM-304)
(Additive)
Additive 1: Aramid microfiber (manufactured by Daicel Finechem, Tiara)
(fiber filler)
Fiber filler 1: Carbon fiber (manufactured by Toho Tenax, HTC110, average fiber length: 6 mm)

Figure 0007151163000001
Figure 0007151163000001

表1中における発泡材の発泡成形後の原料体積分率は、発泡体の体積空隙率を示す。 The raw material volume fraction after foam molding of the foam material in Table 1 indicates the volume porosity of the foam.

<実施例1>
(発泡性抄造体の作製)
まず、表1に示す原料成分(アトマイザー粉砕機で平均粒径50μm(質量基準の50%粒子径)に粉砕した熱硬化性樹脂、繊維フィラー、発泡材、および添加剤)を、表1に示す配合割合(発泡成形後の原料体積分率[Vol%])で水に添加して、ディスパーザーで10分撹拌して混合物を得た。ここでは、熱硬化性樹脂、繊維フィラー、発泡材、添加剤からなる構成材料の合計100重量部に対して、10000重量部の水に添加した。
次いで、あらかじめ水に、定着剤(凝集剤)として、800ppmのポリエチレンオキサイド(PEO)を溶解させた溶液を、上述した構成材料の合計に対して0.2重量%添加し、構成材料をフロック状に凝集させた。
(抄造工程)
続けて、得られた凝集物を30メッシュの金属網で水と分離した(抄造)。この後、金属網上に残存した抄造層を、1MPa、常温の条件で脱水プレスし、さらに70℃の乾燥器に5時間入れて乾燥させて、板状の発泡性抄造体を得た。
(複合材料の作製)
厚み:0.5mmのCFRP(ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させてなるBステージ状態のプリプレグ)、得られた厚み:3.5mmの発泡性抄造体を、この積層順番で、所定厚の金型内に積層配置し、これらを一括して、180℃、10分間、金型内圧:10MPaの条件で加熱処理を施し、ショートショット法による発泡成形により、発泡性抄造体の成形体(コア部材)の一面にCFRPの硬化物(支持板部材)が積層した「複合材料」を作製した。得られた複合材料の比重は0.36(コア部材の比重:0.2、支持板部材の比重:1.5)であった。
<Example 1>
(Preparation of foamable paper product)
First, the raw material components shown in Table 1 (thermosetting resin pulverized to an average particle size of 50 μm (50% particle size based on mass) with an atomizer pulverizer, fiber filler, foaming material, and additives) are shown in Table 1. It was added to water at a mixing ratio (raw material volume fraction [Vol %] after foam molding) and stirred for 10 minutes with a disperser to obtain a mixture. Here, 10000 parts by weight of water was added to a total of 100 parts by weight of constituent materials consisting of a thermosetting resin, a fiber filler, a foaming material and an additive.
Next, 0.2% by weight of a solution prepared by dissolving 800 ppm of polyethylene oxide (PEO) as a fixing agent (aggregating agent) in water is added to the total of the constituent materials described above, and the constituent materials are flocculated. agglomerated to
(Papermaking process)
Subsequently, the resulting aggregates were separated from water with a 30-mesh metal mesh (paper making). After that, the sheet-making layer remaining on the metal mesh was dehydrated and pressed at room temperature at 1 MPa, and dried in a drier at 70° C. for 5 hours to obtain a plate-like foamed sheet-making body.
(Production of composite material)
Thickness: 0.5 mm CFRP (B-stage prepreg made by impregnating glass cloth with epoxy resin), the resulting foamed paper product with a thickness of 3.5 mm, in this order of lamination, a mold with a predetermined thickness These are collectively heat-treated at 180° C. for 10 minutes at an internal mold pressure of 10 MPa, and foamed by the short shot method to form an expandable paper product (core member). A "composite material" in which a CFRP cured product (supporting plate member) was laminated on one surface of the sheet was produced. The specific gravity of the resulting composite material was 0.36 (specific gravity of core member: 0.2, specific gravity of support plate member: 1.5).

<比較例1>
厚み:0.5mmのCFRP(ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸させてなるBステージ状態のプリプレグ、実施例1で使用したものと同じもの)、厚み:3.5mmのPEI(ポリエーテルイミド)発泡体を、この積層順番で、所定厚の金型内に積層配置し、これらを一括して、180℃、10分間、金型内圧:10MPaの条件で加熱処理を施し、コンプレッション成形により、PEI発泡体(コア部材)の一面にCFRPの硬化物(支持板部材)が積層した「複合材料」を作製した。得られた複合材料の比重は0.36(コア部材の比重:0.2、支持板部材の比重:1.5)であった。
<Comparative Example 1>
Thickness: 0.5 mm CFRP (B-stage prepreg made by impregnating glass cloth with epoxy resin, the same as that used in Example 1), Thickness: 3.5 mm PEI (polyetherimide) foam are stacked in this stacking order in a mold with a predetermined thickness, and they are collectively subjected to heat treatment at 180 ° C. for 10 minutes at an internal mold pressure of 10 MPa, and compression molding is performed to form a PEI foam. A “composite material” was produced in which a CFRP cured product (supporting plate member) was laminated on one surface of the (core member). The specific gravity of the resulting composite material was 0.36 (specific gravity of core member: 0.2, specific gravity of support plate member: 1.5).

得られた複合材料を、下記の評価項目に基づいて評価を行った。 The obtained composite material was evaluated based on the following evaluation items.

(断面観察)
得られた「複合材料」を、支持板部材、コア部材および支持板部材の積層方向に切断した切断面X、当該積層方向に対して直交する方向に切断した切断面Y、のそれぞれの切断面X,Yに対して、繊維フィラーの配向を顕微鏡観察した。
・繊維フィラーの配向性
実施例1において、積層方向における切断面Xでは、繊維フィラーの配向は略平行であった。一方、直交方向における切断面Yでは、繊維フィラーの配向はランダムであった。
(cross-section observation)
The obtained "composite material" is cut in the direction of lamination of the support plate member, the core member and the support plate member, and is cut in the direction orthogonal to the lamination direction. The orientation of the fiber filler was observed with a microscope for X and Y.
- Orientation of Fiber Filler In Example 1, the orientation of the fiber filler was substantially parallel on the cross section X in the stacking direction. On the other hand, on the cross section Y in the orthogonal direction, the orientation of the fiber filler was random.

・浸み込み領域
実施例1の切断面Xにおいて、樹脂が繊維フィラーを巻き込むようにコア部材中に浸み込んでおり、積層方向に約100μmの浸み込み領域が観察された(図1(c))。
一方の比較例1の切断面Xにおいて、上記のような浸み込み領域は観察されなかった。
・Infiltration area In the cut surface X of Example 1, the resin infiltrated into the core member so as to involve the fiber filler, and an infiltration area of about 100 μm in the lamination direction was observed (Fig. 1 ( c)).
On the cut surface X of Comparative Example 1, no seepage region as described above was observed.

(強度)
得られた複合材料を用いて、以下の試験片を作製し、得られた試験片を用いて、ISO178に準拠し、以下の曲げ試験を行った。
・試験片厚み:4mmt(コア部材:3.5mm、支持板部材(CFRP):0.5mm)
・試験片形状:80mm×10mm
・曲げ方向:コア部材側から応力印加(曲げ外側にCFRP)
(Strength)
Using the obtained composite material, the following test pieces were produced, and using the obtained test pieces, the following bending tests were performed in accordance with ISO178.
・ Specimen thickness: 4 mmt (core member: 3.5 mm, support plate member (CFRP): 0.5 mm)
・ Specimen shape: 80 mm × 10 mm
・Bending direction: Stress applied from the core member side (CFRP on the outside of the bend)

上記曲げ試験の結果、実施例1の曲げ強度は、比較例1の曲げ強度よりも高い値が示された。また、破壊モードに関して、実施例1ではコア部材の内部破壊(CFRP側にコア部材の一部が剥離し付着した状態)が観察され、一方の比較例1では、界面破壊(CFRPにコア部材の付着なし)が観察された。 As a result of the bending test, the bending strength of Example 1 was higher than the bending strength of Comparative Example 1. Regarding the failure mode, in Example 1, internal failure of the core member (a state in which a part of the core member was peeled off and adhered to the CFRP side) was observed, while in Comparative Example 1, interfacial failure (a core member on the CFRP) was observed. no adhesion) was observed.

(軽量性)
下記の(発泡性抄造体の加工)を追加した以外は、実施例1と同様にして、ハニカム構造のコア部材を備える「複合材料」を得た。
(発泡性抄造体の加工)
上記(抄造工程)で得られた「板状の発泡性抄造体」に対して、六角形の切り抜き部、6箇所の条件で切り抜き加工を行い、残部(壁部)の上面視における形状がハニカム形状となる、板状の穴あき発泡性抄造体を形成した。得られた「板状の穴あき発泡性抄造体」を、上記(複合材料の作製)工程において、発泡性抄造体として使用した。
(Lightweight)
A "composite material" having a honeycomb-structured core member was obtained in the same manner as in Example 1, except that the following (processing of the foamable paper product) was added.
(Processing of foamable paper product)
The “plate-like foamable paper product” obtained in the above (paper making process) is subjected to cutout processing under the conditions of six hexagonal cutout portions, and the remaining portion (wall portion) has a honeycomb shape when viewed from above. A plate-like perforated foamable paper product was formed. The resulting "plate-like perforated foamable paper product" was used as the foamable paper product in the above step (preparation of composite material).

ハニカム構造(壁部及び軽量部)をコア部材に備える実施例1の「複合材料」は、軽量部を有しない場合と比較して、より軽量性を高められることが分かった。 It was found that the "composite material" of Example 1, in which the core member has the honeycomb structure (the wall portion and the light portion), can be made lighter than the case without the light portion.

実施例1の複合材料は、比較例1と比べて、機械的強度に優れることが分かった。また、実施例1の複合材料は、軽量性に優れた構造を実現できることが分かった。 It was found that the composite material of Example 1 was superior to Comparative Example 1 in mechanical strength. Moreover, it was found that the composite material of Example 1 can realize a structure excellent in lightness.

10 発泡性抄造体
30 メッシュ
40 金型
41 金型
50 発泡成形体
A バインダー樹脂
B 繊維フィラー
C 熱膨張性マイクロカプセル
D 気泡
F 凝集物
100 複合材料
110 コア部材
112 壁部
114 軽量部
116 下面
118 上面
120 支持板部材
122 支持板部材
130 浸み込み領域
REFERENCE SIGNS LIST 10 Expandable paper product 30 Mesh 40 Mold 41 Mold 50 Foam molded product A Binder resin B Fiber filler C Thermally expandable microcapsule D Bubble F Aggregate 100 Composite material 110 Core member 112 Wall portion 114 Lightweight portion 116 Lower surface 118 Upper surface 120 support plate member 122 support plate member 130 seepage region

Claims (11)

層構造を有するコア部材と、
前記コア部材の一面に積層しており、熱硬化性樹脂を強化繊維に含浸してなる繊維強化樹脂材料で構成された支持板部材と、を備える複合材料であって、
前記コア部材が、壁部と、前記壁部よりも比重が小さい軽量部と、を有しており、
前記壁部は、前記コア部材の前記一面から、該一面に対向する他面にわたって、複数の繊維フィラーで構成されてなる不織布を有しており、
前記コア部材と前記支持板部材とが積層した積層方向における断面において、前記繊維強化樹脂材料中の前記熱硬化性樹脂の一部が前記壁部の前記不織布中に浸み込んだ浸み込み領域と、非浸み込み領域と、を備える、複合材料。
a core member having a layered structure;
A composite material comprising a support plate member laminated on one surface of the core member and made of a fiber reinforced resin material in which reinforcing fibers are impregnated with a thermosetting resin,
The core member has a wall portion and a light portion having a smaller specific gravity than the wall portion,
The wall portion has a nonwoven fabric composed of a plurality of fiber fillers from the one surface of the core member to the other surface opposite to the one surface, and
In a cross section in the stacking direction of the core member and the support plate member, part of the thermosetting resin in the fiber-reinforced resin material penetrates into the nonwoven fabric of the wall. and a non-saturated region .
請求項1に記載の複合材料であって、
前記積層方向における断面において、前記浸み込み領域の浸み込み深さは5μm以上であかつ前記コア部材の厚みをTとしたとき4/5T以下を満たす、複合材料。
A composite material according to claim 1,
The composite material satisfies 4/5T or less when the penetration depth of the penetration region is 5 μm or more and T is the thickness of the core member in the cross section in the stacking direction .
請求項1または2に記載の複合材料であって、
前記コア部材と前記支持板部材との界面は、前記積層方向の内部に向かって凹凸形状を有する、複合材料。
A composite material according to claim 1 or 2,
The composite material, wherein an interface between the core member and the support plate member has an uneven shape toward the inside in the stacking direction.
請求項1から3のいずれか1項に記載の複合材料であって、
前記壁部は、前記コア部材の前記一面に対して、複数の繊維フィラーが略平行に配向してなる不織布を有する、複合材料。
A composite material according to any one of claims 1 to 3,
The composite material, wherein the wall portion has a nonwoven fabric in which a plurality of fiber fillers are oriented substantially parallel to the one surface of the core member.
請求項1から4のいずれか1項に記載の複合材料であって、
前記コア部材の前記一面に対して平行な断面視において、前記壁部中における複数の前記繊維フィラーがランダムに配向している、複合材料。
A composite material according to any one of claims 1 to 4,
A composite material in which the plurality of fiber fillers in the wall portion are randomly oriented in a cross-sectional view parallel to the one surface of the core member.
請求項1から5のいずれか1項に記載の複合材料であって、
前記コア部材中の前記軽量部が、前記壁部で区画された空間で構成される、複合材料。
A composite material according to any one of claims 1 to 5,
A composite material, wherein the light weight portion in the core member comprises a space defined by the wall portion.
請求項1から6のいずれか1項に記載の複合材料であって、
前記軽量部が、空隙部または発泡部で構成される、複合材料。
A composite material according to any one of claims 1 to 6,
A composite material, wherein the light weight portion is composed of voids or a foamed portion.
請求項1から7のいずれか1項に記載の複合材料であって、
前記壁部が発泡構造を有する、複合材料。
A composite material according to any one of claims 1 to 7,
A composite material, wherein the wall has a foamed structure.
請求項1から8のいずれか1項に記載の複合材料であって、
前記壁部の前記不織布が、前記繊維フィラーおよびバインダー樹脂を含む抄造体の成形体で構成される、複合材料。
A composite material according to any one of claims 1 to 8,
A composite material in which the nonwoven fabric of the wall portion is formed of a molded article of a papermaking body containing the fiber filler and the binder resin.
請求項9に記載の複合材料であって、
前記バインダー樹脂がフェノール樹脂を含む、複合材料。
A composite material according to claim 9,
A composite material, wherein the binder resin comprises a phenolic resin.
請求項1から10のいずれか1項に記載の複合材料であって、
前記繊維強化樹脂材料中の前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂を含む、複合材料。
A composite material according to any one of claims 1 to 10,
A composite material, wherein the thermosetting resin in the fiber-reinforced resin material comprises an epoxy resin.
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